黃 義,顏 彥,黃友軍
食管癌是癌癥相關(guān)死亡的重要原因之一,近年來食管癌發(fā)病率呈逐漸升高趨勢,嚴重威脅人類健康[1]。種族因素、遺傳因素和生活方式等在食管鱗狀細胞癌的發(fā)生和發(fā)展中起重要作用。深入研究食管癌的發(fā)病原因和機制,早期診斷和治療,對于延長食管癌患者生存時間意義重大。微小RNA(miRNA)是非編碼、進化保守的短RNA,通過結(jié)合mRNA的3' 非翻譯區(qū)(3' UTR)調(diào)控基因mRNA的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)基因表達,不僅可維持細胞正常生物學過程,還在腫瘤和炎癥等疾病病理過程中發(fā)揮重要的作用[2]。miR-30-5p屬于miR-30家族成員,有研究顯示miR-30-5p在結(jié)直腸癌和胃癌等腫瘤中表達升高,促進轉(zhuǎn)化生長因子-β1誘導的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,發(fā)揮促癌的生物學作用[3-4]。細胞因子信號傳導抑制因子1(SOCS1)的編碼基因位于人類16號染色體短臂,編碼蛋白可以抑制細胞因子信號傳導因子的生物學功能。有研究表明,SOCS1在人類肝細胞肝癌和卵巢癌等腫瘤中表達下降,誘導STAT3-Mcl1軸過度激活,促進腫瘤惡性進展[5-6]。Lin等[7]學者發(fā)現(xiàn),SOCS1是miR-30家族的重要下游靶基因,miR-30家族成員能夠抑制IFN/JAK/STAT信號通路的傳導,導致病毒感染過程中的免疫逃逸。miR-30-5p和SOCS1在食管癌中的表達及相互關(guān)系現(xiàn)尚不清楚。本研究通過檢測miR-30-5p和SOCS1在食管癌中的表達,初步探討其臨床意義,現(xiàn)報告如下。
1.1一般資料 選取2016年2月—2017年1月郴州市第一人民醫(yī)院收治的符合納入及排除標準接受手術(shù)治療的食管癌85例作為研究對象。85例中男52例,女33例;年齡(53.4±6.2)歲;病程(3.5±1.2)個月;腫瘤位置:上胸段18例,中胸段40例,下胸段27例;腫瘤直徑:≤5 cm 39例,>5 cm 46例;病理分級:高分化22例,中分化28例,低分化35例;腫瘤分期:Ⅰ期27例,Ⅱ期40例,Ⅲ期18例;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移:有37例,無48例。本研究符合“赫爾辛基宣言”,經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準同意執(zhí)行。自出院之日起對入選患者進行隨訪,以電話方式隨訪,每月1次,隨訪3年,隨訪截至2020年1月,隨訪終點為患者死亡或隨訪時間結(jié)束。
1.2納入及排除標準 納入標準:①初次就診,無外院診治史;②術(shù)前無放化療等治療史;③經(jīng)病理檢查明確診斷為食管癌;④無食管狹窄和反流性食管炎等食管良性疾??;⑤患者和(或)其家屬對本研究知情同意并簽署相關(guān)知情同意書。排除標準:①合并胃腸炎和腸結(jié)核等急性感染性疾病患者;②伴心肺功能衰竭患者;③伴免疫缺陷性疾病和精神障礙等患者。
1.3qRT-PCR檢測組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達 取食管癌組織和癌旁組織(距離癌組織邊緣2 cm以上),液氮中研磨,Trizol法提取RNA,分光光度計檢測RNA的濃度及純度,OD 260/OD 280介于1.8~2.1。以RNA為模板進行逆轉(zhuǎn)錄,合成cDNA。以cDNA為模板,進行qRT-PCR??傮w系20 μl,包括SYBR Green 10 μl,上下游引物各1 μl,cDNA 2 μl,雙蒸水6 μl。miR-30-5p上游引物:5'-AGTTGGACGAAGCAAATCCTC-3',下游引物:5'-AGGTCGTGAGAGTAGCGACA-3';內(nèi)參U6上游引物:5'-TTCGGCAGCACATATACTAAAATTGG-3',下游引物:3'-CGCTTCACGAATTTGCGTGTCAT-5';SOCS1 mRNA上游引物:5'-CATTCAGACGGAGCGTGCTTAC-3',下游引物:5'-TGCATCTTCATCTTCGTCAC-3';內(nèi)參GAPDH上游引物:5'-AGCCGACCGGTTCTGTCAT-3',下游引物:3'-GGTCATAACCTGGTTCATCATCAC-5'。miR-30-5p反應(yīng)條件:94 ℃ 30 s,94 ℃ 5 s,62 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,共35個循環(huán)。SOCS1 mRNA反應(yīng)條件:95 ℃ 1 min,95 ℃ 20 s,58 ℃ 25 s,70 ℃ 30 s,共40個循環(huán)。miR-30-5p和SOCS1 mRNA的相對表達量以2-ΔΔCt值表示。以miR-30-5p和SOCS1 mRNA相對表達量的平均數(shù)1.850和0.875為界,分別將其分為高表達患者和低表達患者[5]。
1.4免疫印跡法檢測組織中SOCS1蛋白表達 將食管癌組織和癌旁組織剪碎后勻漿器勻漿,離心去沉淀,取上清加入RIPA細胞裂解液,冰上裂解10 min。取上清BCA定量,加入SDS緩沖液,95 ℃金屬浴10 min。后進行聚丙烯凝膠電泳:濃縮膠恒壓80 V,分離膠恒壓120 V,恒流300 mA轉(zhuǎn)印90 min。5%脫脂牛奶中室溫封閉2 h。SOCS1一抗(1∶1000,購自Abcam公司,貨號:ab9870)4 ℃過夜;二抗(1∶5000)中孵育,室溫1 h。電化學發(fā)光法顯影照相,出現(xiàn)灰色條帶則判定為蛋白陽性表達。
1.5觀察指標 比較食管癌組織和癌旁組織中miR-30-5p及SOCS1 mRNA和蛋白表達,分析食管癌組織miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達與食管癌患者臨床病理特征關(guān)系,探討食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達的相關(guān)性,預(yù)測食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA的結(jié)合位點,分析食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA不同表達與食管癌患者預(yù)后關(guān)系。
2.1食管癌組織和癌旁組織中miR-30-5p及SOCS1 mRNA和蛋白表達 食管癌組織和癌旁組織中miR-30-5p的相對表達量分別為1.850±0.432和0.612±0.117,SOCS1 mRNA的相對表達量分別為0.875±0.120和2.143±0.635。食管癌組織中miR-30-5p相對表達量高于癌旁組織,而SOCS1 mRNA相對表達量低于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見圖1a。食管癌組織和癌旁組織中SOCS1蛋白表達陽性率分別為12.9%(11/85)、94.1%(80/85),SOCS1蛋白表達陽性率食管癌組織低于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。SOCS1蛋白免疫印跡條帶見圖1b。
圖1 食管癌組織和癌旁組織中miR-30-5p及SOCS1 mRNA和蛋白表達
2.2食管癌組織miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達與食管癌患者臨床病理特征關(guān)系 食管癌患者不同病理分級、腫瘤分期和有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移食管癌組織miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01);而食管癌患者不同性別、年齡、病程、腫瘤位置和腫瘤直徑食管癌組織miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。
表1 食管癌組織miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達與食管癌患者臨床病理特征關(guān)系
2.3食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達相關(guān)性及結(jié)合位點預(yù)測 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達呈明顯負相關(guān)(r=-0.547,P<0.001),見圖2a。Target Scan Human 7.2生物信息軟件預(yù)測食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA結(jié)合位點結(jié)果顯示,SOCS1 mRNA序列3' UTR的285~292堿基位置處含有與miR-30-5p互補結(jié)合位點,見圖2b。
圖2 食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達相關(guān)性及結(jié)合位點預(yù)測
2.4食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA不同表達與食管癌患者預(yù)后關(guān)系 食管癌85例中無失訪病例,隨訪3~36(27.1±6.2)個月,隨訪期間死亡53例,3年總體生存率為37.6%(32/85)。3年總體生存率食管癌組織中miR-30-5p高表達患者和低表達患者分別為19.0%(8/42)和55.8%(24/43),SOCS1 mRNA高表達患者和低表達患者分別為56.1%(23/41)和20.5%(9/44)。Kaplan-meier生存分析結(jié)果顯示,3年總體生存率食管癌組織中miR-30-5p高表達患者低于低表達患者,SOCS1 mRNA高表達患者高于低表達患者,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見圖3a和3b。
圖3 食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA不同表達與食管癌患者預(yù)后關(guān)系
食管癌是起源于食管黏膜上皮的惡性腫瘤,我國每年食管癌新發(fā)病例約26萬例,死亡病例約19萬例,嚴重威脅人們身體健康[8]。食管癌早期常無明顯臨床表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)時多已處于中晚期,喪失手術(shù)治療最佳時機,導致預(yù)后不良。食管癌的發(fā)生與多種因素有關(guān),遺傳因素和環(huán)境因素等共同作用促進食管癌的發(fā)生和發(fā)展[9]。探討食管癌發(fā)病原因及機制,對食管癌的預(yù)防和臨床新藥研發(fā)等具有重要臨床意義。
近年來,分子生物學研究不斷發(fā)展,特別是分子靶向藥物及免疫檢查點藥物等的臨床應(yīng)用為腫瘤治療帶來新的希望。細胞內(nèi)的miRNA是調(diào)節(jié)細胞生物學行為的重要分子,長度19~23個核苷酸,成熟的miRNA與Dicer等構(gòu)成RNA誘導的沉默復(fù)合物,結(jié)合并抑制靶基因mRNA的表達,調(diào)控細胞增殖、分化及衰老等生理病理過程[10-11]。有研究表明,腫瘤組織中多種miRNA表達異常,并影響腫瘤細胞的增殖和遷移等生物學行為,與腫瘤惡性進展密切相關(guān)[12]。miR-30-5p位于人類6號染色體,在多種人類腫瘤中異常表達,通過影響下游轉(zhuǎn)錄因子Snail下游信號通路的傳導,發(fā)揮促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展的生物學作用[13]。本研究結(jié)果顯示,食管癌組織中miR-30-5p相對表達量高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義。miR-30-5p表達升高的具體機制現(xiàn)尚不清楚。Huang等[14]報道,miR-30-5p受到核因子κB(NF-κB)正調(diào)控作用的影響,腫瘤發(fā)生時NF-κB信號通路激活促進miR-30-5p表達升高。本研究結(jié)果還顯示,食管癌患者不同病理分級、腫瘤分期和有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移食管癌組織miR-30-5p表達差異有統(tǒng)計學意義。表明食管癌組織miR-30-5p表達水平升高促進食管癌惡性進展。有研究報道,miR-30-5p表達升高能夠直接激活Wnt信號通路的信號傳導,促進腫瘤上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程,導致腫瘤細胞遷移和侵襲能力增強,造成腫瘤易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,病理分級和腫瘤分期增加[15]。
SOCS1屬于細胞因子信號傳導抑制因子家族的成員,其編碼蛋白能夠負性調(diào)控JAK/STAT信號通路[16-17]。SOCS1具有進化保守的Src同源域2結(jié)構(gòu)域,是結(jié)合JAK并發(fā)揮負性調(diào)控功能的主要結(jié)構(gòu)域[18-19]。有研究表明,SOCS1作為一種抑癌基因,在磷酸化激活后能夠以二聚體的形式發(fā)揮生物活性功能,抑制腫瘤的進展[20]。本研究結(jié)果顯示,食管癌組織中SOCS1 mRNA相對表達量低于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義,分析其機制可能與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控異常有關(guān)。Zhang等[21]研究表明,miR-155等非編碼RNA能夠與SOCS1 mRNA 3' UTR結(jié)合,并降解SOCS1 mRNA抑制SOCS1蛋白表達。本研究結(jié)果顯示,食管癌患者不同病理分級、腫瘤分期和有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移食管癌組織SOCS1 mRNA表達差異有統(tǒng)計學意義。分析其機制可能是SOCS1 mRNA低表達導致與p53相互作用減弱,抑制p53抑癌基因功能,進而促進腫瘤G2/M期轉(zhuǎn)換,加快腫瘤細胞增殖及轉(zhuǎn)移等行為[22]。本研究Kaplan-meier生存分析結(jié)果顯示,3年總體生存率食管癌組織中miR-30-5p高表達患者低于低表達患者,SOCS1 mRNA高表達患者高于低表達患者,差異有統(tǒng)計學意義。表明食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達水平對食管癌患者預(yù)后具有一定預(yù)測價值。有研究報道,miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達水平能夠影響順鉑類抗癌藥物治療的敏感性,體外細胞實驗證實二者能夠逆轉(zhuǎn)化療藥物耐藥性形成[23-24]。此外,本研究結(jié)果還顯示,食管癌組織中miR-30-5p和SOCS1 mRNA表達呈明顯負相關(guān),SOCS1 mRNA序列3' UTR的285~292堿基位置處含有與miR-30-5p互補結(jié)合位點,提示SOCS1 mRNA可能受到miR-30-5p的靶向調(diào)控。Lin等[7]研究證實,miR-30家族能夠抑制SOCS1的表達,進而促進下游IFN/JAK/STAT信號的傳導。
綜上所述,食管癌組織中miR-30-5p表達升高,而SOCS1 mRNA和蛋白表達降低,其與食管癌患者病理分級、腫瘤分期、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后有關(guān),共同促進食管癌惡性進展。miR-30-5p和SOCS1有望作為評估食管癌患者預(yù)后的腫瘤標志物,但二者在食管癌中的相互作用機制及臨床應(yīng)用有待深入研究。